项目名称宽煤种清洁高效直流煤粉燃烧技术

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1、项目名称：宽煤种清洁高效直流煤粉燃烧技术推荐单位意见该项目深入研究了多种煤质的燃烧特性和炉内气固两相流动原理，提出了煤粉清洁高效燃烧组织原则和立体分级低氮燃烧的组织方式，发明并优化了高效清洁煤粉燃烧技术与装备，攻克了宽煤种清洁高效煤粉燃烧技术的难题。主要成果如下：1、提出煤粉清洁高效燃烧组织原则——根据燃烧进程从时间和空间两个维度适度调控分级燃烧，发明了适用于宽煤种的高效立体分级低氮燃烧组织方式。2、发明了墙式布置水平燃料分级、单炉膛对称双切圆煤粉燃烧技术，提高了炉内气流充满度、均匀性，改善了低NOx系统运行稳定性和煤

2、粉的燃尽性能。3、针对不同煤燃烧组织的需要，发明了系列宽煤种清洁高效直流煤粉燃烧装备，包括三次风置换、可调式燃料分级、可调式水平空气分级、双向摆动燃尽风、直接点火燃烧等装置。提高了劣质煤的燃烧效率，NOx排放量大幅下降，达40%~70%。该技术已推广到国内所有大型锅炉制造厂，并在现役电厂中获得广泛应用；国际知名能源企业和电力公司已使用该技术。该技术提升了锅炉的节能效果，并由此减少了火电机组的CO2排放，有力地促进了火电机组的节能减排；形成了以节能减排为目标，经济性和可靠性有机统一的高效清洁的新型燃烧技术，有力地推动了我

3、国煤燃烧技术的发展。推荐该项目申报国家技术发明奖二等奖。项目简介我国发电用煤占煤炭消耗量约60%。在役电站锅炉55%以上采用直流煤粉燃烧方式，适合于我国煤质差、煤质多变的国情，但也造成了NOx排放控制困难，燃烧效率下降问题。国际上低氮燃烧技术通常采用垂直浓淡燃烧和空气分级的措施，在燃用高挥发分煤种时，可兼顾NOx排放和燃烧效率，但在燃用中低挥发分煤种或高灰分煤种时燃烧效率低。此外，整个主燃区处于强还原性气氛，容易引起水冷壁结渣和高温腐蚀。对现役锅炉进行低氮燃烧改造时，受炉膛高度及热负荷限制，负面影响较大。在国家863计

4、划、国家电力公司重点科技计划和国家自然科学基金等资助下，通过产学研用合作，攻克了宽煤种清洁高效直流煤粉燃烧技术难题。主要发明点如下：1、研究了不同煤的煤质特性和燃烧中NOx转化规律，发现了劣质煤氮氧化物难于控制的原因。提出煤粉清洁高效燃烧组织原则——根据燃烧进程从时间和空间两个维度适度调控分级燃烧，发明了适用于宽煤种的高效立体分级低氮燃烧组织方式。2、深入研究炉膛内多股射流的流动和反应规律，获得了燃尽空气的多段分级设计原则，发明了墙式布置水平燃料分级、单炉膛对称双切圆煤粉燃烧技术，提高了炉内气流充满度、均匀性，改善了低

5、NOx系统运行稳定性和煤粉的燃尽性能。3、针对不同煤燃烧组织的需要，发明了系列宽煤种清洁高效直流煤粉燃烧装备，包括三次风置换、可调式燃料分级、可调式水平空气分级、双向摆动燃尽风、直接点火燃烧等装置。提高了劣质煤的燃烧效率，NOx排放量大幅下降，达40%~70%。授权发明专利10项；发表学术论文105篇，其中SCI收录22篇，EI收录34篇，被国内外同行引用1400次；参编行业设计方法1部。鉴定意见认为：“该技术达到了国际领先水平”。技术经济指标：在保证飞灰含碳量不升高，锅炉燃烧效率不下降，不发生高温腐蚀和结渣影响锅炉运

6、行情况下，NOx排放水平对于褐煤、烟煤、贫煤分别可达300、130~280和400~450(@O2=6%)。改造初投资低达20~40元/kW。应用推广及效益情况：推广到多家电厂、国内大型锅炉制造厂（哈锅、上锅、东锅、原武锅、华西能源、无锡华光等）、国际知名能源企业（原三井巴布科克）和电力公司（美国联合能源公司、韩国南部电力公司），成为国内主流低氮燃烧技术。据不完全统计，应用于150家电厂350台锅炉，燃用煤种包括褐煤、烟煤、和贫煤等常见煤种；总容量为81120MW，估算每年减排NOx76.17万吨。根据部分统计，推广本

7、技术的企业累计新增销售额100亿元，新增利润13.2亿元，新增税收10.1亿元，改造的现役锅炉机组运行节约效益1.44亿元/年。客观评价1、科学技术成果鉴定2009年12月30日，由黑龙江省科技厅主持、以中国工程院梁维燕院士为主任的鉴定委员会对“立体分级低氮燃烧技术的研究和应用”项目进行了技术鉴定，形成鉴定意见如下：(1)提出的“立体分级低氮燃烧技术”适用于我国电站锅炉采用的主流煤粉燃烧技术——四角切圆直流燃烧方式和所燃用的典型煤种，具有广阔的推广应用前景。研究结果具有较高的理论意义和重要的实用价值；(2)利用实验研究

8、和数值模拟分析的方法，建立了煤粉热解、燃烧和NO与焦炭反应模型，分析了在立体分级燃烧条件下，煤粉燃烧和污染物消减的过程，得到了高温条件下反应条件的影响规律，所得结果已经应用于220~2000t/h电站锅炉；(3)该技术有较强的煤种适应性，在大幅度减排NOx的同时，达到稳燃性能好、燃烧效率高、防止结渣和防止高温腐蚀的综合效果，技术上